仲偉軍,岳喜偉,余海濤,龐志超,賈春明

(新疆油田公司勘探開(kāi)發(fā)研究院地球物理研究所，新疆 烏魯木齊 830013)

JL2井西三維二疊系上烏爾禾組分為烏一段、烏二段。其中，烏一段以扇三角洲平原沉積為主，其次為水下分流河道。主要發(fā)育大套厚層碎屑流砂體，平均孔隙度8.4%、滲透率3×10-3μm2，物性較差；烏二段主要為扇三角洲前緣水下分流河道及扇三角洲平原沉積，儲(chǔ)層以剩余粒間孔為主，平均孔隙度10%、滲透率2.4×10-3μm2，物性較差。根據(jù)鑄體薄片分析資料，上烏爾禾組儲(chǔ)集空間以粒間溶孔為主，次為粒間孔，總體屬于中低孔、低滲儲(chǔ)層。探井JL27井、JL33井、JL30井均見(jiàn)良好的油氣顯示，測(cè)井獲得油層22.8 m/4層，表明研究區(qū)烏爾禾組烏一段、烏二段均可成藏。但兩套地層的儲(chǔ)層特征各自不同，前期未分層細(xì)化研究，使得有利儲(chǔ)層的展布特征不清晰，二疊系上烏爾禾組油氣藏受何因素影響(古構(gòu)造、斷裂、物性)，也一直困擾著研究人員。

2018年面對(duì)以上問(wèn)題，圍繞上烏爾禾組兩個(gè)溝槽帶，尋找有利儲(chǔ)層發(fā)育帶，針對(duì)烏二段、烏一段斷層-地層及斷層-巖性目標(biāo)，應(yīng)用GeoEast地震儲(chǔ)層綜合預(yù)測(cè)技術(shù)，開(kāi)展了儲(chǔ)層預(yù)測(cè)、多屬性模式識(shí)別、油氣檢測(cè)以及沉積相研究，落實(shí)了高效、規(guī)模儲(chǔ)量區(qū)塊[1-2]。有利區(qū)內(nèi)落實(shí)了一批斷層-巖性圈閉30個(gè)，面積315 km2，為中拐凸起烏爾禾組油氣勘探突破奠定了基礎(chǔ)。

1 研究區(qū)概況

JL2井西區(qū)域構(gòu)造位置位于準(zhǔn)噶爾盆地西北緣紅車(chē)斷裂帶與中拐凸起的結(jié)合部(圖1)，目標(biāo)區(qū)東部與紅山嘴小面元精細(xì)三維相接，西部與JL2井、JL2井南小面元精細(xì)三維部分重疊，目標(biāo)區(qū)內(nèi)主要被較大面元的老資料覆蓋，處于多塊三維的結(jié)合部，且存在空白區(qū)。原有的勘探大面元三維地震資料品質(zhì)差，二疊系上烏爾禾組與下伏地層不整合接觸及上烏爾禾組內(nèi)部各層超覆尖滅特征不清，準(zhǔn)確刻畫(huà)各層超覆尖滅點(diǎn)位置和預(yù)測(cè)儲(chǔ)層比較困難，儲(chǔ)層預(yù)測(cè)及有利儲(chǔ)層展布規(guī)律研究難度較大。

JL2井西三維連片資料，運(yùn)用構(gòu)造一致性保幅濾波、子波譜整形，經(jīng)過(guò)提頻處理后，頻帶拓頻10 Hz，主頻從32 Hz提高至38 Hz，基本達(dá)到了刻畫(huà)砂體的需求。提頻后資料合成記錄標(biāo)定效果較好，開(kāi)展疊后反演的砂體識(shí)別能力也有了進(jìn)一步提高[3-5]。

圖1 研究區(qū)位置

2 應(yīng)用效果

2.1 儲(chǔ)層預(yù)測(cè)及綜合評(píng)價(jià)

通過(guò)區(qū)域統(tǒng)計(jì)分析及單井分析發(fā)現(xiàn)，含礫砂巖孔隙度為10%～16%，不等粒礫巖和砂質(zhì)礫巖孔隙度分別為8%～12%、4%～12%。物性好的產(chǎn)層產(chǎn)液量明顯較高，比如J208井上部物性好的儲(chǔ)層產(chǎn)油23.61 m3/d， 產(chǎn)水18.95 m3/d，下部?jī)?chǔ)層物性較差，產(chǎn)油11.3 m3。地震解釋剖面上，上、下儲(chǔ)層段顯示的振幅特征相似(圖2)。

圖2 過(guò)JL33-G26-JL12-JL7井的連井地震解釋剖面

研究區(qū)上烏爾禾組發(fā)育儲(chǔ)層較好的含礫中-粗砂巖、砂質(zhì)小礫巖，孔隙度可達(dá)15.66%，說(shuō)明在構(gòu)造較深的斜坡區(qū)依然存在厚度較大、物性較好的相對(duì)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層(圖3)。上烏爾禾組烏一段(P3w1)，以灰色砂礫巖為主，局部夾棕紅色泥質(zhì)小礫巖。上烏爾禾組烏二段(P3w2)，以褐灰色含礫巖屑砂巖及灰色砂礫巖為主。從JL33-G26-JL12-JL7井砂體對(duì)比圖來(lái)看，總體上二疊系上烏爾禾組廣泛分布于中拐凸起斜坡區(qū)，烏一、烏二段地層自東向西超覆尖滅，儲(chǔ)層砂體發(fā)育。位于主河道中的砂體分選好，泥質(zhì)含量少，物性好，相應(yīng)井點(diǎn)的產(chǎn)液量相對(duì)較高，而河道側(cè)翼的砂體分選相對(duì)較差，泥質(zhì)含量相對(duì)較高，物性較差，相應(yīng)井點(diǎn)的產(chǎn)液量相對(duì)較低，因此主河道為同一相帶中，油氣相對(duì)富集區(qū)[6-8](圖3)。

圖3 過(guò)JL33井-G26井-JL12井-JL7井砂體對(duì)比

目前完鉆的JL2井區(qū)塊上烏爾禾組烏一段(P3w1)油藏和烏二段(P3w2)油藏主要受構(gòu)造控制，斷裂對(duì)油藏起到了分割和遮擋的作用，其中，烏一段油藏由于受佳木河組古地形的影響，油藏局部區(qū)域受地層控制。JL7井區(qū)塊圈閉類(lèi)型為斷層-地層圈閉，圈閉內(nèi)砂層發(fā)育穩(wěn)定，從試油情況來(lái)看，JL7井區(qū)塊上烏爾禾組油藏為受斷裂和地層雙重控制的斷層-地層油藏。依據(jù)《石油天然氣儲(chǔ)量計(jì)算規(guī)范》中的分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)，JL2井區(qū)塊儲(chǔ)集層綜合評(píng)價(jià)為：二疊系上烏爾禾組烏一段(P3w1)儲(chǔ)層為特低孔、特低滲儲(chǔ)集層；二疊系上烏爾禾組烏二段(P3w2)儲(chǔ)層為低孔、特低滲儲(chǔ)集層(圖4)。

圖4 JL2井西三維古溝槽二疊系上烏爾禾組厚度(P3w2+P3w1)

2.2 地震多屬性模式識(shí)別技術(shù)

GeoEast地震屬性模式識(shí)別就是利用模式識(shí)別方法對(duì)多屬性進(jìn)行綜合分析。按照是否用到訓(xùn)練樣本，可分為有監(jiān)督和無(wú)監(jiān)督方法。根據(jù)所用方法又可分為統(tǒng)計(jì)模式識(shí)別方法和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。在進(jìn)行地震儲(chǔ)層預(yù)測(cè)時(shí)，通常引入與儲(chǔ)層預(yù)測(cè)有關(guān)的各種地震屬性,經(jīng)過(guò)一個(gè)從少到多、再?gòu)亩嗟缴俚倪^(guò)程。針對(duì)具體問(wèn)題，要從全體地震屬性中，挑選最好的地震屬性子集，即地震屬性優(yōu)化。

地震屬性優(yōu)化方法就是利用操作者的經(jīng)驗(yàn)或數(shù)學(xué)方法，優(yōu)選出對(duì)所求解問(wèn)題最敏感的(或最有效、最有代表性)、個(gè)數(shù)最少的地震屬性或地震屬性組合。其中，屬性選擇是從原始特征中挑選出一些最有代表性、可分性能最好的特征來(lái)；屬性壓縮是希望通過(guò)變換消除原始特征之間的相關(guān)或減少冗余，得到新的特征。如砂泥巖百分含量、孔隙度、滲透率、油氣飽和度、地層壓力、儲(chǔ)層厚度等，用于儲(chǔ)層物性參數(shù)的平面預(yù)測(cè)。

為了準(zhǔn)確預(yù)測(cè)烏爾禾組烏一段、烏二段的儲(chǔ)層砂體，采用了沿JL2井西三維上烏爾禾組烏二段上下30 ms開(kāi)時(shí)窗的方法，提取了振幅類(lèi)屬性，將瞬時(shí)振幅、均方根振幅進(jìn)行繼承性分類(lèi)。篩選統(tǒng)計(jì)工區(qū)20口井的儲(chǔ)層厚度，建立物性樣本，先分成紅色與藍(lán)色顯示兩類(lèi)(圖5a)，其中紅色部分顯示出河道的形態(tài)，是重點(diǎn)關(guān)注的區(qū)域。然后將藍(lán)色類(lèi)區(qū)域繼續(xù)分類(lèi)，分成黃藍(lán)兩類(lèi)，如圖5b所示。觀察可知黃色區(qū)域還有感興趣的地方，于是對(duì)黃色類(lèi)繼續(xù)分類(lèi)，分成黃綠兩類(lèi)，如圖5c所示。通過(guò)層層分類(lèi)，清楚地展示了分支河道輪廓。

圖5 JL2井西三維烏二段(a、b)、烏一段(c、d)均方根振幅及波組抗屬性平面

RPCL方法能夠有效確定出數(shù)據(jù)中聚類(lèi)個(gè)數(shù)，具有自動(dòng)模型選擇的功能，但這要求數(shù)據(jù)具有較為明顯的類(lèi)結(jié)構(gòu)。而在實(shí)際應(yīng)用中，由于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，RPCL算法并沒(méi)有完全體現(xiàn)出自動(dòng)模型選擇的效果。經(jīng)過(guò)對(duì)實(shí)際數(shù)據(jù)的分析，發(fā)現(xiàn)這主要是由于實(shí)際數(shù)據(jù)分布的復(fù)雜性和聚類(lèi)的交疊性造成的。盡管RPCL方法難于準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)模型選擇，但其聚類(lèi)結(jié)果表現(xiàn)出一定的層次性。一些大類(lèi)與實(shí)際的結(jié)構(gòu)是相對(duì)應(yīng)的，并且表現(xiàn)出很強(qiáng)的穩(wěn)定性，不隨k的變化而出現(xiàn)大的變化。因此，RPCL方法的聚類(lèi)效果也基本上實(shí)現(xiàn)了模型選擇，可以很好地發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)中的結(jié)構(gòu)和特性。從模型選擇的能力上看，RPCL方法在非監(jiān)督聚類(lèi)上是優(yōu)于k-means算法的,因?yàn)樗軌蛟谝话闱闆r下發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)中的主要結(jié)構(gòu)和分類(lèi)特性。

JL2井西三維二疊系上烏爾禾組P3w發(fā)育沖積扇-扇三角洲平原沉積，多個(gè)水系在JL7溝槽匯聚形成自西向東流出的河流，寬約1～2 km，溝槽邊緣主要為沖積扇扇頂沉積，溝槽中心為沖積扇扇中(或扇三角洲平原)辮狀河道沉積。

利用紋理+無(wú)督模式識(shí)別預(yù)測(cè)沉積相帶，精細(xì)刻畫(huà)出了上烏爾禾組烏二段P3w2(圖6a)及烏一段P3w1(圖6b)沉積相及溝槽平面分布細(xì)節(jié)(圖6)。

圖6 JL2井西三維上烏爾禾組烏二段P3w2及烏一段P3w1沉積相平面

從圖6可以看出，G26-JL7井區(qū)P3w發(fā)育沖積扇-扇三角洲平原沉積，多個(gè)水系在JL7溝槽匯聚形成自西向東流出的水流，寬約1～2 km，溝槽邊緣主要為沖積扇扇頂沉積，溝槽中心為沖積扇扇中(或扇三角洲平原)辮狀河道沉積。通過(guò)對(duì)JL7扇的研究，先后在該區(qū)部署了JL30、JL39井等，鉆遇烏爾禾組的地層也見(jiàn)油氣顯示，但是試油產(chǎn)量都較低，效果不甚理想。通過(guò)進(jìn)一步的資料分析認(rèn)為，JL7古溝槽發(fā)育的扇體，離物源較近，水體較淺，流速較快，沉積物快速卸載，混雜堆積，導(dǎo)致儲(chǔ)層物性變化快變差。

2.3 油氣檢測(cè)

GeoEast軟件基于多相介質(zhì)理論的CM油氣檢測(cè)法是運(yùn)用累計(jì)能量正態(tài)概率分析方法，結(jié)合井資料進(jìn)行分析，找出哪些屬性與儲(chǔ)層、油氣關(guān)系密切，或者比較敏感，選中多個(gè)屬性進(jìn)行交會(huì)分析。交會(huì)圖提供相關(guān)系數(shù)分析圖、2D單屬性交會(huì)圖、直方圖和對(duì)比直方圖，應(yīng)用相關(guān)系數(shù)分析圖，尋找相關(guān)性差的屬性，對(duì)于相關(guān)系數(shù)高的屬性，只選擇一個(gè)即可。

定量解釋?zhuān)涸诙ㄐ苑治龅幕A(chǔ)上，對(duì)SOM密度圖進(jìn)行半定量的分析解釋?zhuān)椒ㄊ抢孟到y(tǒng)提供的交互分析工具，參照定性分析的結(jié)果，將密度提到每一節(jié)點(diǎn)賦予一個(gè)連續(xù)的數(shù)據(jù)，根據(jù)需要這一數(shù)值可以是某種可能性或者是打分值。舉例來(lái)說(shuō)，如果在定性分析的時(shí)候劃分了1、2、3、4四類(lèi)，經(jīng)過(guò)分析可知其中第1類(lèi)對(duì)應(yīng)于儲(chǔ)層性質(zhì)最好，含油可能最大的一類(lèi)，而第3類(lèi)則對(duì)應(yīng)于最不可能含油的一類(lèi)，第2、4兩類(lèi)介于二者之間，那么就可以在半定量解釋時(shí)將第1類(lèi)的中心位置賦予一個(gè)較大的分值(比如100)，而將第3類(lèi)的中心位置賦予一個(gè)較小的分值(比如0)，再根據(jù)在密度圖上的相對(duì)位置關(guān)系逐一將其它位置打分，然后映射回地質(zhì)空間，便可得到一種對(duì)本地區(qū)含油可能性分布的半定量估算結(jié)果[9-11]。

油氣檢測(cè)中目的層時(shí)窗的選取是一個(gè)重要參數(shù)，通過(guò)不斷實(shí)驗(yàn)、調(diào)整烏爾禾組二段的時(shí)窗范圍，預(yù)測(cè)JL7井古溝槽烏二段的油氣分布情況(圖7)，整體上看分析JL7井古溝槽發(fā)育的JL7扇油氣富集程度偏低。預(yù)測(cè)出的油氣相對(duì)富集位置，除H019井外，其他位置與已知鉆井吻合情況較好。位于主槽位置的JL7井，二疊系上烏爾禾組試油，日產(chǎn)油5.78 m3，日產(chǎn)氣1×104m3，累產(chǎn)油73.9 m3；預(yù)測(cè)結(jié)果與實(shí)際結(jié)果較吻合。預(yù)測(cè)結(jié)果顯示JL30井與JL33井油氣富集程度較低，JL30井上烏爾禾組試油，日產(chǎn)油1.23 m3，水32.29 m3，為含油水層；JL33井上烏爾禾組試油，日產(chǎn)油0.25 m3,氣0.518×104m3；兩口井試油效果產(chǎn)量都較低，與實(shí)際情況較吻合。另外，JL12井烏爾禾組油氣顯示較差，H022井烏爾禾組試油為干層，預(yù)測(cè)結(jié)果也表明這兩口井所在位置油氣富集程度較差，預(yù)測(cè)結(jié)果與實(shí)際鉆井情況匹配(圖7)。

圖7 JL7井扇二疊系烏爾禾組二段油氣檢測(cè)效果平面

3 實(shí)鉆分析

“溝槽控砂”認(rèn)識(shí)指導(dǎo)下精細(xì)目標(biāo)解釋分析，在JL2井西區(qū)發(fā)現(xiàn)烏一段、烏二段新的有利目標(biāo)區(qū)，疊合面積 40.8 km2。選擇構(gòu)造位置有利，埋深淺、多套砂體疊置區(qū)部署JL41井，探索二疊系上烏爾禾組二段、烏一段斷層-巖性目標(biāo)含油氣性，發(fā)現(xiàn)新的規(guī)模儲(chǔ)量區(qū)塊；在其西、南部目標(biāo)區(qū)儲(chǔ)備JL42井、JL43井，進(jìn)一步擴(kuò)展油藏范圍。結(jié)合油藏分布及古構(gòu)造特征可看出，這些油藏均具有一定的古構(gòu)造背景。從局部細(xì)節(jié)來(lái)看，位于古溝槽當(dāng)中的井點(diǎn)具有較好的油氣顯示及較高的產(chǎn)量，比如JL20、JL23、J206、J207、J201井等，構(gòu)造上均位于烏爾禾組的古溝槽當(dāng)中，都獲得了不錯(cuò)的工業(yè)油氣流(圖8)。

圖8 JL2井西三維上烏爾禾組烏二段P3w2井位部署

圖8的井位部署圖最終鉆探結(jié)果是：JL39井二疊系上烏爾禾組試油最高日產(chǎn)7 m3，累產(chǎn)油76.48 m3；JL129、JL39、JL40井均未試油。上烏爾禾組主要為砂礫巖儲(chǔ)層，儲(chǔ)層非均質(zhì)性較強(qiáng)，物性變化較大，因此有效儲(chǔ)層的分布難以準(zhǔn)確預(yù)測(cè)。另外，該區(qū)油氣成藏受斷裂及地層控制，油藏范圍的確定存在一定的風(fēng)險(xiǎn)。

4 結(jié)論

綜合應(yīng)用上述多種技術(shù)，能夠較好地解決JL2井西三維上烏爾禾組儲(chǔ)層預(yù)測(cè)中存在的問(wèn)題，有效落實(shí)烏一段、烏二段砂體范圍及儲(chǔ)層展布特征，優(yōu)選出了有利勘探目標(biāo)。經(jīng)過(guò)研究得到以下結(jié)論：通過(guò)對(duì)烏爾禾組沉積特征的研究，明確了烏爾禾組扇三角洲沉積體系的剖面、平面及空間展布格局，確定了扇三角洲前緣分流河道及扇三角洲平原辮狀主河道為成藏有利相帶。區(qū)內(nèi)具有“普遍成藏、溝槽富集”的成藏模式。古構(gòu)造同時(shí)控制了扇體的發(fā)育及儲(chǔ)層的展布，具有溝槽富砂的特征，扇三角洲前緣為有利相帶，相對(duì)來(lái)說(shuō)烏爾禾組二段的儲(chǔ)層物性要好于烏爾禾組一段。另外，利用GeoEast屬性技術(shù)對(duì)JL7井古溝槽的研究表明，JL7井古溝槽發(fā)育的扇體，離物源太近，儲(chǔ)層物性變化快，整體油氣富集程度較低。